專利名稱：光伏箱變智能監(jiān)控裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及太陽(yáng)能光伏發(fā)電領(lǐng)域，特別涉及光伏箱式變電站的智能監(jiān)控領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
太陽(yáng)能光伏箱變是近年來(lái)迅速發(fā)展起來(lái)的一項(xiàng)新技術(shù)，其是一種利用太陽(yáng)能供電的箱式變電站。所謂箱式變電站，是一種高壓開(kāi)關(guān)設(shè)備、配電變壓器和低壓配電裝置，按一定接線方案排成一體的工廠預(yù)制戶內(nèi)、戶外緊湊式配電設(shè)備，即將高壓受電、變壓器降壓、低壓配電等功能有機(jī)地組合在一起，安裝在一個(gè)防潮、防銹、防塵、防鼠、防火、防盜、隔熱、全封閉、可移動(dòng)的鋼結(jié)構(gòu)箱體內(nèi)，實(shí)現(xiàn)全封閉機(jī)電一體化運(yùn)行。為了實(shí)現(xiàn)對(duì)太陽(yáng)能光伏箱變基本運(yùn)行信息的遠(yuǎn)程管理和監(jiān)控，需要加裝智能監(jiān)控系統(tǒng)。通過(guò)太陽(yáng)能光伏箱變的智能監(jiān)控系統(tǒng)，對(duì)光伏箱變內(nèi)的重要參數(shù)進(jìn)行采集、監(jiān)控，并通過(guò)網(wǎng)絡(luò)將采集到的信號(hào)同步傳輸?shù)竭h(yuǎn)程監(jiān)控器，就可以實(shí)時(shí)掌握箱變的運(yùn)行情況，通過(guò)實(shí)時(shí)信息的分析處理，第一時(shí)間發(fā)現(xiàn)箱變突發(fā)故障并及時(shí)處理，把故障損失減小到最低。就傳統(tǒng)的箱變監(jiān)控裝置而言，一臺(tái)監(jiān)控裝置只能采集一路電氣量參數(shù)信號(hào)，如需采集多路信號(hào)，則還需另外配置多個(gè)監(jiān)控裝置，這樣就使得監(jiān)控成本大大提高。另外，傳統(tǒng)的箱變監(jiān)控裝置一般采用RS485串口通信方式上傳信息，組網(wǎng)方案單一，且一旦通訊線路出現(xiàn)故障問(wèn)題，不具備自愈功能，導(dǎo)致采集到的參數(shù)信息無(wú)法傳輸而使整個(gè)系統(tǒng)起不到監(jiān)控作用，造成難以估量的損失。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的在于提供一種太陽(yáng)能光伏箱變的智能監(jiān)控系統(tǒng)，解決上述現(xiàn)有技術(shù)中存在的缺陷。一種光伏箱變智能監(jiān)控裝置，包括CPU模塊，及與所述CPU模塊相連的電氣參量采集模塊、開(kāi)關(guān)信號(hào)采集模塊、電源模塊、輸出模塊和通訊模塊；所述電氣參量采集模塊采集變壓器低壓側(cè)兩路低壓進(jìn)線的電氣量參數(shù)并將采集到的數(shù)據(jù)傳送至CPU模塊；所述開(kāi)關(guān)信號(hào)采集模塊采集多路開(kāi)關(guān)量輸入信號(hào)并將采集到的信號(hào)傳送至CPU模塊；所述CPU模塊對(duì)接收到的電氣量參數(shù)數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算；所述電源模塊接入220V交流或直流電源，為整個(gè)裝置提供5V開(kāi)關(guān)電源；所述輸出模塊提供多路輸出信號(hào)，以擴(kuò)展箱變的控制功能；所述通訊模塊實(shí)現(xiàn)本智能監(jiān)控裝置把采集的箱變信息傳送到控制中心系統(tǒng)。本實(shí)用新型提出的光伏箱變智能監(jiān)控裝置，其中，所述通訊模塊包括RS 485接□。本實(shí)用新型提出的光伏箱變智能監(jiān)控裝置，其中，所述通訊模塊包括以太網(wǎng)接口模塊與光纖環(huán)網(wǎng)模塊。本實(shí)用新型提出的光伏箱變智能監(jiān)控裝置，其中，所述電氣量參數(shù)包括三相電流參數(shù)、三相電壓參數(shù)、頻率參數(shù)、功率因數(shù)參數(shù)、有功功率參數(shù)、無(wú)功功率參數(shù)、有功電度參數(shù)和無(wú)功電度參數(shù)。本實(shí)用新型提出的光伏箱變智能監(jiān)控裝置，其中，所述開(kāi)關(guān)量輸入信號(hào)包括高壓負(fù)荷開(kāi)關(guān)位置信號(hào)、低壓斷路器位置信號(hào)、低壓隔離開(kāi)關(guān)熔斷器組位置信號(hào)、小空開(kāi)位置信號(hào)以及重瓦斯跳閘信號(hào)、變壓器超高溫跳閘信號(hào)、輕瓦斯報(bào)警信號(hào)、壓力釋放閥動(dòng)作信號(hào)、變壓器高溫報(bào)警信號(hào)和變 壓器油位低報(bào)警信號(hào)。本實(shí)用新型提出的光伏箱變智能監(jiān)控裝置，其中，所述CPU模塊還包括HMI調(diào)試接□。本發(fā)明的有益效果在于，通過(guò)本實(shí)用新型公開(kāi)的光伏箱變智能監(jiān)控裝置，可以只使用一臺(tái)裝置就能同時(shí)采集兩路低壓進(jìn)線的電氣參數(shù)，同時(shí)具有兩種組網(wǎng)方案，可根據(jù)實(shí)際通訊方式靈活配置，保證數(shù)據(jù)傳送的實(shí)時(shí)可靠性，從而降低成本，提高箱變工作的穩(wěn)定性，為光伏電站的“無(wú)人值班、少人職守”創(chuàng)造條件。

圖I為本實(shí)用新型的功能框圖；圖2A為本實(shí)用新型的串口通訊方案的功能框圖；圖2B為本實(shí)用新型的光纖自愈環(huán)形以太網(wǎng)通訊方案的功能框圖。圖3為本實(shí)用新型第一種實(shí)施例的結(jié)構(gòu)圖；圖4為本實(shí)用新型第二種實(shí)施例的結(jié)構(gòu)圖；附圖標(biāo)記說(shuō)明1-CPU模塊；2_電氣參量采集模塊；3_開(kāi)關(guān)信號(hào)采集模塊；4_電源模塊；5_輸出模塊；6_通訊模塊；7-RS485接口 ；8_以太網(wǎng)接口模塊；9_光纖環(huán)網(wǎng)模塊。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖，對(duì)本實(shí)用新型上述的和另外的技術(shù)特征和優(yōu)點(diǎn)作更詳細(xì)的說(shuō)明。如圖I所示，本實(shí)用新型提出的光伏箱變智能監(jiān)控裝置包括電氣參量采集模塊2，用以采集變壓器低壓側(cè)兩組各側(cè)的三相電流、三相電壓、頻率、功率因數(shù)、有功功率、無(wú)功功率、有功電度、無(wú)功電度等參數(shù)；開(kāi)關(guān)信號(hào)采集模塊3，用以采集負(fù)荷開(kāi)關(guān)位置、低壓斷路器位置信號(hào)，低壓隔離開(kāi)關(guān)熔斷器組位置信號(hào)，小空開(kāi)位置信號(hào)，熔斷器熔斷信號(hào)，箱變門開(kāi)關(guān)信號(hào)等普通開(kāi)關(guān)量信號(hào)；同時(shí)也可實(shí)現(xiàn)重瓦斯動(dòng)作跳閘、輕瓦斯動(dòng)作警告、變壓器超高溫跳閘等等非電量保護(hù)；CPU模塊1，對(duì)接收到的電氣量參數(shù)數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算，并完成三路直流量的采樣，；電源模塊4，可接入220V交流或直流電源，為整個(gè)裝置提供5V開(kāi)關(guān)電源；輸出模塊5，提供四路輸出信號(hào)，以擴(kuò)展箱變的控制功能；通訊模塊6，實(shí)現(xiàn)本智能監(jiān)控系統(tǒng)采集監(jiān)控的數(shù)據(jù)與外部網(wǎng)絡(luò)之間的通訊。其中通訊模塊6有兩種實(shí)現(xiàn)模式，一種是利用RS485接口 7進(jìn)行通訊；另一種是利用以太網(wǎng)接口模塊8與光纖環(huán)網(wǎng)9相連接，組建光纖自愈環(huán)型以太網(wǎng)進(jìn)行通訊。圖2為本實(shí)用新型的第一種實(shí)施例，該實(shí)施例所示的裝置結(jié)構(gòu)包括電氣參量采集模塊2、CPU模塊I、開(kāi)關(guān)信號(hào)采集模塊3、電源模塊4、輸出模塊5和以太網(wǎng)接口模塊8，其中輸出模塊5圖中未示出。以從右到左的順序來(lái)看圖2，電氣參量采集模塊2包括電壓變換器X5和電流變換器X6，用于將系統(tǒng)X5、X6的二次側(cè)電流、電壓信號(hào)轉(zhuǎn)換為弱電信號(hào)，供CPU模塊轉(zhuǎn)換，并起強(qiáng)弱電隔離作用。電氣參量模塊2中共變換6路電壓和6路電流。CPU模塊I中具有三路直流采集功能，用于采集箱變相關(guān)溫度等，并且設(shè)置溫度超限報(bào)警功能，方便后續(xù)綜自系統(tǒng)的監(jiān)視。CPU模塊I中還包含一個(gè)HMI人機(jī)接口，實(shí)現(xiàn)人與機(jī)器的信息交互。另夕卜，RS485接口 7也固化在了 CPU模塊I中，以實(shí)現(xiàn)聯(lián)網(wǎng)串口通訊要求。以太網(wǎng)接口模塊8設(shè)有ETH以太網(wǎng)接口，方便將數(shù)據(jù)傳送至以太網(wǎng)。圖3所示為本實(shí)用新型的第二種實(shí)施例，該實(shí)施例所示的裝置結(jié)構(gòu)包括電氣參量采集模塊2、CPU模塊I、開(kāi)關(guān)信號(hào)采集模塊3、電源模塊4、以太網(wǎng)接口模塊8、光纖環(huán)網(wǎng)模塊9和輸出模塊5,其中輸出模塊5圖中未不出。與第一種實(shí)施方式不同的是，該實(shí)施例中還包括光纖環(huán)網(wǎng)模塊9。所謂光纖環(huán)網(wǎng)是為了防止光纖網(wǎng)絡(luò)中任何一條連接線斷掉，影響連接中的一個(gè)區(qū)域所帶來(lái)的網(wǎng)絡(luò)安全隱患。它能防止一處連接發(fā)生故障而影響整體網(wǎng)絡(luò)，使網(wǎng)絡(luò)處于冗余模式。通俗來(lái)說(shuō)，在使用一條主通信信道進(jìn)行傳輸?shù)耐瑫r(shí)，再加上一條或多條備用的信道，當(dāng)主信道有故障的時(shí)候，可以切換到備用信道上去。將本實(shí)施例中的光纖環(huán)網(wǎng)模塊9與以太網(wǎng)接口模塊8配合使用，便可以組建自愈式光纖環(huán)網(wǎng)，保證數(shù)據(jù)傳送的實(shí)時(shí)可靠性。根據(jù)不同光伏電站的實(shí)際要求，本實(shí)用新型提出的光伏箱變智能監(jiān)控裝置可以選·擇兩種不同的組網(wǎng)方式。既可以選用RS485接口組成串口通信方案，如圖2A所示；也可以選用光纖環(huán)網(wǎng)模塊9與以太網(wǎng)接口 8相配合組成光纖自愈環(huán)形以太網(wǎng)通訊方案，如圖2B所示。配置方式靈活，以滿足后臺(tái)綜自系統(tǒng)的不同通訊需求。以上說(shuō)明對(duì)本實(shí)用新型而言只是說(shuō)明性的，而非限制性的，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員理解，在不脫離以下所附權(quán)利要求所限定的精神和范圍的情況下，可做出許多修改，變化，或等效，但都將落入本實(shí)用新型的保護(hù)范圍內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種光伏箱變智能監(jiān)控裝置，其特征在于，包括CPU模塊，及與所述CPU模塊相連的電氣參量采集模塊、開(kāi)關(guān)信號(hào)采集模塊、電源模塊、輸出模塊和通訊模塊；所述電氣參量采集模塊采集變壓器低壓側(cè)兩路低壓進(jìn)線的電氣量參數(shù)并將采集到的數(shù)據(jù)傳送至CPU模塊；所述開(kāi)關(guān)信號(hào)采集模塊采集多路開(kāi)關(guān)量輸入信號(hào)并將采集到的信號(hào)傳送至CPU模塊；所述CPU模塊對(duì)接收到的電氣量參數(shù)數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算；所述電源模塊接入220V交流或直流電源，為整個(gè)裝置提供5V開(kāi)關(guān)電源；所述輸出模塊提供多路輸出信號(hào)，以擴(kuò)展箱變的控制功能；所述通訊模塊實(shí)現(xiàn)本智能監(jiān)控裝置把采集的箱變信息傳送到控制中心系統(tǒng)。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的光伏箱變智能監(jiān)控裝置，其特征在于，所述通訊模塊包括RS485 接口。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的光伏箱變智能監(jiān)控裝置，其特征在于，所述通訊模塊包括以太網(wǎng)接口模塊與光纖環(huán)網(wǎng)模塊。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的光伏箱變智能監(jiān)控裝置，其特征在于，所述CPU模塊還包括HMI調(diào)試接口。
專利摘要本實(shí)用新型公開(kāi)了一種光伏箱變智能監(jiān)控裝置，包括電氣參量采集模塊、開(kāi)關(guān)信號(hào)采集模塊、CPU模塊、電源模塊、輸出模塊和通訊模塊；所述電氣參量采集模塊采集變壓器低壓側(cè)兩路低壓進(jìn)線的電氣量參數(shù)；所述開(kāi)關(guān)信號(hào)采集模塊采集多路開(kāi)關(guān)量輸入信號(hào)；所述CPU模塊接收電氣參量采集模塊和開(kāi)關(guān)信號(hào)采集模塊傳送的數(shù)據(jù)；所述電源模塊為整個(gè)裝置提供5V開(kāi)關(guān)電源；所述輸出模塊提供多路輸出信號(hào)，以擴(kuò)展箱變的控制功能；所述通訊模塊實(shí)現(xiàn)本智能監(jiān)控系統(tǒng)采集監(jiān)控到的箱變信息的上傳。通過(guò)本實(shí)用新型的智能監(jiān)控裝置，使得對(duì)于光伏箱變的監(jiān)控更為簡(jiǎn)便，成本更為低廉，同時(shí)保證數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)可靠地傳輸。
文檔編號(hào)H02J13/00GK202721496SQ20122019304
公開(kāi)日2013年2月6日 申請(qǐng)日期2012年4月28日 優(yōu)先權(quán)日2012年4月28日
發(fā)明者耿勇齊 申請(qǐng)人:北京思瑞科技有限公司